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基于最优化算法配比寻优的油鸡饲料智能配方系统

吕阳 高荣华 赖成荣 李奇峰 耿爱莲 王海宏 丁露雨

吕阳,高荣华,赖成荣,等.基于最优化算法配比寻优的油鸡饲料智能配方系统[J].农业工程,2022,12(6):36-42. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.06.007
引用本文: 吕阳,高荣华,赖成荣,等.基于最优化算法配比寻优的油鸡饲料智能配方系统[J].农业工程,2022,12(6):36-42. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.06.007
LV Yang,GAO Ronghua,LAI Chengrong,et al.Intelligent formula system of oil chicken feed based on optimization algorithm[J].Agricultural Engineering,2022,12(6):36-42. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.06.007
Citation: LV Yang,GAO Ronghua,LAI Chengrong,et al.Intelligent formula system of oil chicken feed based on optimization algorithm[J].Agricultural Engineering,2022,12(6):36-42. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.06.007

基于最优化算法配比寻优的油鸡饲料智能配方系统

doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.06.007
基金项目: 北京市农林科学院创新能力建设项目(KJCX20200421)
详细信息
    作者简介:

    吕阳,学士,工程师,主要从事机器学习和深度学习研究 E-mail:lvy@nercita.org.cn

    丁露雨,通信作者,博士,高级工程师,主要从事畜禽养殖过程信息化及智能化研究 E-mail:dingly@nercita.org.cn

  • 中图分类号: S831.5

Intelligent Formula System of Oil Chicken Feed Based on Optimization Algorithm

  • 摘要:

    针对油鸡养殖饲料配方软件复杂不实用的问题,设计与开发了基于最优化算法配比寻优的油鸡饲料智能配方系统,实现饲料和营养标准的管理,同时具备饲料配方比例寻优功能。使用JAVA语言编写操作软件,运用Python编写内置寻优算法。系统具备原料管理、营养标准管理、历史饲料配方管理等功能,选择寻优效果较好的修正单纯形算法应用于本系统。油鸡饲料智能配方系统运行稳定,可满足用户需求。修正单纯形法配比寻优所需的平均时间为0.0310 s,准确率为100%;遗传算法计算配比寻优2 000次所需的平均时间为3.0200 s,准确率为0%。本系统成功实现了油鸡养殖过程中饲料配方相关的需求,并验证修正单纯形法在油鸡饲料配比寻优中的有效性,提高了配方计算效率。系统操作简单,便于中小养殖户使用,使先进的养殖技术融入基层养殖农户中,推动整个油鸡产业的健康可持续发展。

     

  • 图 1  油鸡饲料智能配方系统架构

    Figure 1.  Architecture diagram of intelligent formula system for oil chicken feed

    图 2  油鸡饲料智能配方系统功能框架

    Figure 2.  Functional framework of chicken feed intelligent formula system

    图 3  原料管理界面

    Figure 3.  Raw material management interface

    图 4  营养标准管理界面

    Figure 4.  Nutrition standard management interface

    图 5  历史饲料配方管理界面

    Figure 5.  Historical feed formula management interface

    图 6  配方比例寻优界面

    Figure 6.  Formula proportion optimization interface

    表  1  饲料营养成分占比

    Table  1.   Proportion of feed nutrients

    属性名称单位属性名称单位
    鸡代谢能MJ%
    粗蛋白质%总磷%
    赖氨酸%有效磷%
    蛋氨酸+胱氨酸%单价元/kg
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    表  2  油鸡养殖营养推荐

    Table  2.   Recommended nutrition for oil chicken breeding

    饲料用途养殖阶段
    种用1 w~6 w
    7 w~18 w
    19 w~5%产蛋
    5%产蛋~43 w
    44 w以后
    蛋用1 w~6 w
    7 w~18 w
    19 w~5%开产
    5%开产~43 w
    43 w~淘汰
    肉用1 w~6 w
    7 w~11 w
    12 w~出栏
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    $\begin{aligned} {\;}\\ {{\boldsymbol{x}}_{\boldsymbol{B}}}\end{aligned}\begin{array}{|c|c|}\hline {\boldsymbol{w}} & {{\boldsymbol{c}}_{\boldsymbol{B}}}{{\overset{\lower0.5em\hbox{$\smash{\scriptscriptstyle\rightharpoonup}$}} {\boldsymbol b} }} \\\hline {{\boldsymbol{B}}^{{\boldsymbol{ - 1}}}} & {{\overset{\lower0.5em\hbox{$\smash{\scriptscriptstyle\rightharpoonup}$}} {\boldsymbol b} }}\\\hline\end{array}$
    下载: 导出CSV
    xk
    $\begin{aligned} {\;}\\ {{\boldsymbol{x}}_{\boldsymbol{B}}}\end{aligned}\begin{array}{|c|c|}\hline {\boldsymbol{w}} & {{\boldsymbol{c}}_{\boldsymbol{B}}}{{\overset{\lower0.5em\hbox{$\smash{\scriptscriptstyle\rightharpoonup}$}} {\boldsymbol b} }} \\\hline {{\boldsymbol{B}}^{{\boldsymbol{ - 1}}}} & {{\overset{\lower0.5em\hbox{$\smash{\scriptscriptstyle\rightharpoonup}$}} {\boldsymbol b} }}\\\hline\end{array}$$\begin{aligned} {\;}\\ \end{aligned}\begin{array}{|c|c|}\hline \\[-8pt] {z}_k - c_k \\[1.5pt]\hline \\[-8pt] {\boldsymbol y}_k \\[1.5pt]\hline\end{array}$
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    表  3  油鸡饲料智能配方系统测试示例

    Table  3.   Test example of intelligent formula system for oil chicken feed

    名称鸡代谢能/( MJ·kg−1粗蛋白/%钙/%总磷/%有效磷/%蛋氨酸+胱氨酸/%赖氨酸/%2021年价格/(元·kg−1配比
    玉米13.608.500.160.250.050.330.362.130.60
    小麦麸5.6915.700.110.920.320.550.631.420.15
    大豆粕10.0044.200.330.620.161.242.682.770.15
    豆油35.020000008.000.05
    石粉0038.0000000.350.05
    营养标准12.2614.082.060.380.100.460.71
    配方营养含量12.2614.082.060.380.100.460.712.321.00
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    表  4  修正单纯形法和遗传算法测试结果

    Table  4.   Test results of modified simplex method and genetic algorithm

    算法准确率/%平均计算时间/s
    修正单纯形法1000.0310
    遗传算法03.0200
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-29
  • 修回日期:  2022-04-15
  • 出版日期:  2022-06-20

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